本發(fā)明涉及一種基板加熱裝置及基板加熱方法。
背景技術(shù):
近年來(lái),作為電子裝置用基板,有代替玻璃基板而使用具有可撓性的樹(shù)脂基板的市場(chǎng)需求。例如,這種樹(shù)脂基板使用聚酰亞胺膜。例如,聚酰亞胺膜是在對(duì)基板涂布聚酰亞胺的前驅(qū)物的溶液之后,經(jīng)過(guò)加熱所述基板的步驟(加熱步驟)而形成。例如,作為聚酰亞胺的前驅(qū)物的溶液,有包含聚酰胺酸及溶劑的聚酰胺酸清漆(例如,參照專利文獻(xiàn)1及專利文獻(xiàn)2)。
[背景技術(shù)文獻(xiàn)]
[專利文獻(xiàn)]
[專利文獻(xiàn)1]日本專利特開(kāi)2001-210632號(hào)公報(bào)
[專利文獻(xiàn)2]國(guó)際公開(kāi)第2009/104371號(hào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
[發(fā)明要解決的問(wèn)題]
另外,所述加熱步驟包括:第一步驟,以相對(duì)低溫使溶劑蒸發(fā);以及第二步驟,以相對(duì)高溫使聚酰胺酸硬化。因此,有將基板的加熱溫度從第一步驟的溫度提高到第二步驟的溫度期間需要長(zhǎng)時(shí)間的擔(dān)憂,在縮短基板的加熱所需要的工作時(shí)間方面存在問(wèn)題。
鑒于如上所述的情況,本發(fā)明的目的在于提供一種能夠縮短基板的加熱所需要的工作時(shí)間的基板加熱裝置及基板加熱方法。
[解決問(wèn)題的技術(shù)手段]
本發(fā)明的一形態(tài)的基板加熱裝置的特征在于包含:減壓部,能夠?qū)⑼坎贾脕?lái)形成聚酰亞胺的溶液的基板減壓;第一加熱部,能夠以第一溫度加熱所述基板;及第二加熱部,能夠以比所述第一溫度更高的第二溫度加熱所述基板;且所述第二加熱部與所述第一加熱部分別獨(dú)立地設(shè)置。
根據(jù)該構(gòu)成,第二加熱部與第一加熱部分別獨(dú)立地設(shè)置,因此,能夠?qū)⒌诙訜岵康纳郎厮俾试O(shè)為比第一加熱部的升溫速率更大,能夠使基板溫度在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到所需要的溫度。例如,能夠在使第一加熱部接近基板之前(具體來(lái)說(shuō),在投入基板時(shí)),通過(guò)減壓部將基板設(shè)為減壓氣體氛圍,并在保持該減壓氣體氛圍的狀態(tài)下,一邊利用第一加熱部加熱基板,一邊進(jìn)而利用第二加熱部加熱基板。另外,也能夠在利用第一加熱部加熱基板期間,預(yù)先將第二加熱部升溫,而能夠以第二溫度加熱基板。因此,無(wú)須考慮將基板的加熱溫度從第一溫度提高到第二溫度期間的時(shí)間。因此,能夠縮短基板的加熱所需要的工作時(shí)間。
在所述基板加熱裝置中,所述第二加熱部的升溫速率也可以比所述第一加熱部的升溫速率更大。
根據(jù)該構(gòu)成,和第二加熱部的升溫速率為與第一加熱部的升溫速率同等以下的情況相比,能夠在短時(shí)間內(nèi)將第二加熱部升溫。因此,即便在第一溫度與第二溫度的差相對(duì)較大的情況下,也能夠縮短將基板的加熱溫度提高到第二溫度的期間的時(shí)間。
在所述基板加熱裝置中,所述第二加熱部的降溫速率也可以比所述第一加熱部的降溫速率更大。
根據(jù)該構(gòu)成,和第二加熱部的降溫速率為與第一加熱部的降溫速率同等以下的情況相比,能夠在短時(shí)間內(nèi)將第二加熱部降溫。因此,即便在以第二溫度加熱基板之后將基板冷卻的情況下,也能夠縮短將基板的加熱溫度降低到冷卻溫度期間的時(shí)間。
在所述基板加熱裝置中,也可以還包含腔室,所述腔室能夠收容所述基板、所述第一加熱部及所述第二加熱部。
根據(jù)該構(gòu)成,能夠在腔室內(nèi)管理基板的加熱溫度,因此,能夠有效地加熱基板。
在所述基板加熱裝置中,所述基板、所述第一加熱部及所述第二加熱部也可以收容于共用的所述腔室。
根據(jù)該構(gòu)成,能夠在共用的腔室內(nèi)一次性地進(jìn)行對(duì)基板的利用第一加熱部所進(jìn)行的加熱處理及利用第二加熱部所進(jìn)行的加熱處理。也就是說(shuō),無(wú)需像將第一加熱部及第二加熱部收容于互不相同的腔室的情況那樣用來(lái)在不同的兩個(gè)腔室間搬送基板的時(shí)間。因此,能夠更加高效地進(jìn)行基板的加熱處理。另外,與具備不同的兩個(gè)腔室的情況相比,能夠?qū)⒀b置整體小型化。
在所述基板加熱裝置中,也可以是,所述溶液只涂布于所述基板的第一面,所述第一加熱部配置于所述基板的與第一面為相反側(cè)的第二面?zhèn)取?/p>
根據(jù)該構(gòu)成,從第一加熱部發(fā)出的熱從基板的第二面?zhèn)瘸虻谝幻鎮(zhèn)葌鲗?dǎo),因此,能夠有效地加熱基板。另外,在利用第一加熱部加熱基板期間,能夠高效地進(jìn)行涂布于基板的溶液的揮發(fā)或酰亞胺化(例如,成膜中的排氣)。
在所述基板加熱裝置中,所述第二加熱部也可以配置于所述基板的第一面?zhèn)取?/p>
根據(jù)該構(gòu)成,從第二加熱部發(fā)出的熱從基板的第一面?zhèn)瘸虻诙鎮(zhèn)葌鲗?dǎo),因此,與利用第一加熱部所進(jìn)行的加熱及利用第二加熱部所進(jìn)行的加熱相輔相成,能夠更有效地加熱基板。
在所述基板加熱裝置中,也可以是,所述第一加熱部及所述第二加熱部的至少一個(gè)能夠階段性地加熱所述基板。
根據(jù)該構(gòu)成,與第一加熱部及第二加熱部只能夠以固定的溫度加熱基板的情況相比,能夠以適合涂布于基板的溶液的成膜條件的方式,高效地加熱基板。因此,能夠使涂布于基板的溶液階段性地干燥,良好地硬化。
在所述基板加熱裝置中,也可以還包含位置調(diào)整部,所述位置調(diào)整部能夠調(diào)整所述第一加熱部及所述第二加熱部的至少一個(gè)與所述基板的相對(duì)位置。
根據(jù)該構(gòu)成,與不具備所述位置調(diào)整部的情況相比,變得易于調(diào)整基板的加熱溫度。例如,能夠在提高基板的加熱溫度的情況下使第一加熱部及第二加熱部與基板接近,在降低基板的加熱溫度的情況下使第一加熱部及第二加熱部與基板背離。因此,變得易于階段性地加熱基板。
在所述基板加熱裝置中,所述位置調(diào)整部也可以包含移動(dòng)部,所述移動(dòng)部能夠使所述基板在所述第一加熱部與所述第二加熱部之間移動(dòng)。
根據(jù)該構(gòu)成,能夠通過(guò)使基板在第一加熱部與第二加熱部之間移動(dòng),而在將第一加熱部及第二加熱部的至少一個(gè)配置于起始位置的狀態(tài)下,調(diào)整基板的加熱溫度。因此,無(wú)須另外設(shè)置能夠移動(dòng)第一加熱部及第二加熱部的至少一個(gè)的裝置,因此,能夠以簡(jiǎn)單的構(gòu)成調(diào)整基板的加熱溫度。
在所述基板加熱裝置中,也可以是,在所述第一加熱部與所述第二加熱部之間,設(shè)置著能夠搬送所述基板的搬送部,且在所述搬送部,形成著能夠供所述移動(dòng)部通過(guò)的通過(guò)部。
根據(jù)該構(gòu)成,在使基板在第一加熱部與第二加熱部之間移動(dòng)的情況下,能夠使通過(guò)部通過(guò),因此無(wú)須將搬送部迂回而使基板移動(dòng)。因此,無(wú)須另外設(shè)置用來(lái)將搬送部迂回而使基板移動(dòng)的裝置,因此能夠以簡(jiǎn)單的構(gòu)成順利地進(jìn)行基板的移動(dòng)。
在所述基板加熱裝置中,也可以是,所述移動(dòng)部包含多個(gè)銷,所述多個(gè)銷能夠支撐所述基板的與第一面為相反側(cè)的第二面且能夠沿所述第二面的法線方向移動(dòng),且所述多個(gè)銷的前端配置于與所述第二面平行的面內(nèi)。
根據(jù)該構(gòu)成,能夠在穩(wěn)定地支撐基板的狀態(tài)下加熱基板,因此能夠使涂布于基板的溶液穩(wěn)定地成膜。
在所述基板加熱裝置中,也可以是,在所述第一加熱部形成著將所述第一加熱部沿所述第二面的法線方向開(kāi)口的多個(gè)插通孔,且所述多個(gè)銷的前端能夠經(jīng)由所述多個(gè)插通孔而抵接于所述第二面。
根據(jù)該構(gòu)成,能夠在短時(shí)間內(nèi)在多個(gè)銷與第一加熱部之間進(jìn)行基板的交接,因此能夠高效地調(diào)整基板的加熱溫度。
在所述基板加熱裝置中,包含所述第一溫度的溫度范圍可以為20℃以上且300℃以下的范圍。
根據(jù)該構(gòu)成,能夠穩(wěn)定地進(jìn)行涂布于基板的溶液的揮發(fā)或酰亞胺化,因此能夠提高膜特性。
在所述基板加熱裝置中,包含所述第二溫度的溫度范圍可以為200℃以上且600℃以下的范圍。
根據(jù)該構(gòu)成,能夠穩(wěn)定地進(jìn)行涂布于基板的溶液在酰亞胺化時(shí)的分子鏈的重新排列,因此能夠提高膜特性。
在所述基板加熱裝置中,所述第一加熱部可以是加熱板。
根據(jù)該構(gòu)成,能夠使基板的加熱溫度在基板的面內(nèi)均勻化,因此能夠提高膜特性。例如,能夠通過(guò)在使加熱板的一面與基板的第二面抵接的狀態(tài)下加熱基板,而提高基板的加熱溫度的面內(nèi)均勻性。
在所述基板加熱裝置中,所述第二加熱部可以是紅外線加熱器。
根據(jù)該構(gòu)成,能夠利用紅外線加熱加熱基板,因此與第二加熱部是加熱板的情況相比,能夠在短時(shí)間內(nèi)將基板升溫到第二溫度。另外,能夠在使第二加熱部與基板背離的狀態(tài)下加熱基板(所謂的非接觸加熱),因此能夠潔凈地保持基板(進(jìn)行所謂的潔凈加熱)。
在所述基板加熱裝置中,所述紅外線加熱器的峰值波長(zhǎng)范圍可以為1.5μm以上且4μm以下的范圍。
根據(jù)該構(gòu)成,因?yàn)?.5μm以上且4μm以下的范圍的波長(zhǎng)與玻璃及水等的吸收波長(zhǎng)一致,所以能夠更有效地加熱基板及涂布于基板的溶液。
在所述基板加熱裝置中,也可以還包含檢測(cè)部,所述檢測(cè)部能夠檢測(cè)所述基板的溫度。
根據(jù)該構(gòu)成,能夠?qū)崟r(shí)地掌握基板的溫度。例如,能夠通過(guò)基于檢測(cè)部的檢測(cè)結(jié)果加熱基板,而抑制基板的溫度偏離目標(biāo)值。
在所述基板加熱裝置中,也可以還包含能夠回收部,所述回收部回收從涂布于所述基板的所述溶液揮發(fā)的溶劑。
根據(jù)該構(gòu)成,能夠防止從溶液揮發(fā)的溶劑向工廠側(cè)排出。另外,在將回收部連接于減壓部(真空泵)的管線的情況下,能夠防止從溶液揮發(fā)的溶劑再次液化而逆流到真空泵內(nèi)。進(jìn)而,能夠?qū)娜芤簱]發(fā)的溶劑作為下次使用的溶液的溶劑而進(jìn)行再利用。
在所述基板加熱裝置中,也可以還包含擺動(dòng)部,所述擺動(dòng)部能夠擺動(dòng)所述基板。
根據(jù)該構(gòu)成,能夠一邊使基板擺動(dòng),一邊加熱基板,因此能夠提高基板的溫度均勻性。
本發(fā)明的一形態(tài)的基板加熱方法的特征在于包括:減壓步驟,將涂布著用來(lái)形成聚酰亞胺的溶液的基板減壓;第一加熱步驟,以第一溫度加熱所述基板;以及第二加熱步驟,以比所述第一溫度更高的第二溫度加熱所述基板;且在所述第二加熱步驟中,使用與在所述第一加熱步驟中使用的第一加熱部分別獨(dú)立地設(shè)置的第二加熱部來(lái)加熱所述基板。
根據(jù)該方法,第二加熱部與第一加熱部分別獨(dú)立地設(shè)置,因此,能夠?qū)⒌诙訜岵康纳郎厮俾试O(shè)為比第一加熱部的升溫速率更大,能夠使基板溫度在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到所需要的溫度。例如,能夠在使第一加熱部接近基板之前(具體來(lái)說(shuō),在投入基板時(shí)),通過(guò)減壓部將基板設(shè)為減壓氣體氛圍,并在保持該減壓氣體氛圍的狀態(tài)下,一邊利用第一加熱部加熱基板,一邊進(jìn)而利用第二加熱部加熱基板。另外,也能夠在利用第一加熱部加熱基板期間,預(yù)先將第二加熱部升溫,而能夠以第二溫度加熱基板。因此,無(wú)須考慮將基板的加熱溫度從第一溫度提高到第二溫度期間的時(shí)間。因此,能夠縮短基板的加熱所需要的工作時(shí)間。
在所述基板加熱方法中,在所述第二加熱步驟中,也可以將所述第二加熱部的升溫速率設(shè)為比所述第一加熱部的升溫速率更大。
根據(jù)該方法,和在第二加熱步驟中第二加熱部的升溫速率為與第一加熱部的升溫速率同等以下的情況相比,能夠在短時(shí)間內(nèi)將第二加熱部升溫。因此,即便在第一溫度與第二溫度的差相對(duì)較大的情況下,也能夠縮短將基板的加熱溫度提高到第二溫度期間的時(shí)間。
在所述基板加熱方法中,在所述第二加熱步驟中,也可以將所述第二加熱部的降溫速率設(shè)為比所述第一加熱部的降溫速率更大。
根據(jù)該方法,和在第二加熱步驟中第二加熱部的降溫速率為與第一加熱部的降溫速率同等以下的情況相比,能夠在短時(shí)間內(nèi)將第二加熱部降溫。因此,即便在以第二溫度加熱基板之后將基板冷卻的情況下,也能夠縮短將基板的加熱溫度降低到冷卻溫度期間的時(shí)間。
在所述基板加熱方法中,也可以是,在所述減壓步驟中,將所述基板從大氣壓減壓到500pa以下;在所述第一加熱步驟中,在保持所述減壓步驟的氣體氛圍的狀態(tài)下,在所述基板的溫度為150℃至300℃的范圍內(nèi),加熱所述基板直到涂布于所述基板的所述溶液揮發(fā)或酰亞胺化為止;在所述第二加熱步驟中,在保持所述減壓步驟的氣體氛圍的狀態(tài)下,加熱所述基板直到所述基板的溫度從所述第一加熱步驟的溫度變?yōu)?00℃以下為止。
根據(jù)該方法,能夠穩(wěn)定地進(jìn)行涂布于基板的溶液的揮發(fā)或酰亞胺化,并且穩(wěn)定地進(jìn)行涂布于基板的溶液在酰亞胺化時(shí)的分子鏈的重新排列,因此能夠提高膜特性。
在所述基板加熱方法中,在所述第一加熱步驟中,也可以將加熱所述基板的時(shí)間設(shè)為10min以下。
根據(jù)該方法,能夠在短時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定地進(jìn)行涂布于基板的溶液的揮發(fā)或酰亞胺化,因此能夠在短時(shí)間內(nèi)提高膜特性。
在所述基板加熱方法中,在所述第二加熱步驟中,也可以將所述第二加熱部的升溫速率設(shè)為100℃/min以上而將所述基板升溫。
根據(jù)該方法,能夠在短時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定地進(jìn)行涂布于基板的溶液在酰亞胺化時(shí)的分子鏈的重新排列,因此能夠在短時(shí)間內(nèi)提高膜特性。
[發(fā)明效果]
根據(jù)本發(fā)明,可提供一種能夠縮短基板的加熱所需要的工作時(shí)間的基板加熱裝置及基板加熱方法。
附圖說(shuō)明
圖1是第一實(shí)施方式的基板加熱裝置的立體圖。
圖2是用來(lái)對(duì)搬送輥、基板及第一加熱部的配置關(guān)系進(jìn)行說(shuō)明的圖。
圖3是比較加熱板與紅外線加熱器的升溫速率所得的曲線圖。
圖4是比較加熱板與紅外線加熱器的降溫速率所得的曲線圖。
圖5是用來(lái)對(duì)第一實(shí)施方式的基板加熱裝置的動(dòng)作的一例進(jìn)行說(shuō)明的圖。
圖6是繼圖5之后的第一實(shí)施方式的基板加熱裝置的動(dòng)作說(shuō)明圖。
圖7是繼圖6之后的第一實(shí)施方式的基板加熱裝置的動(dòng)作說(shuō)明圖。
圖8是用來(lái)對(duì)第一實(shí)施方式的基板加熱方法的處理?xiàng)l件的一例進(jìn)行說(shuō)明的圖。
圖9是用來(lái)對(duì)第二實(shí)施方式的基板加熱裝置的動(dòng)作的一例進(jìn)行說(shuō)明的圖。
圖10是繼圖9之后的第二實(shí)施方式的基板加熱裝置的動(dòng)作說(shuō)明圖。
圖11是繼圖10之后的第二實(shí)施方式的基板加熱裝置的動(dòng)作說(shuō)明圖。
圖12是用來(lái)對(duì)比較例的處理?xiàng)l件進(jìn)行說(shuō)明的圖。
具體實(shí)施方式
以下,參照附圖,對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。在以下的說(shuō)明中,設(shè)定xyz正交坐標(biāo)系,一邊參照該xyz正交坐標(biāo)系,一邊對(duì)各部件的位置關(guān)系進(jìn)行說(shuō)明。將水平面內(nèi)的指定方向設(shè)為x方向,將在水平面內(nèi)與x方向正交的方向設(shè)為y方向,將與x方向及y方向分別正交的方向(也就是鉛垂方向)設(shè)為z方向。
(第一實(shí)施方式)
<基板加熱裝置>
圖1是第一實(shí)施方式的基板加熱裝置1的立體圖。
如圖1所示,基板加熱裝置1具備腔室2、減壓部3、氣體供給部4、第一加熱部5、第二加熱部6、位置調(diào)整部7、搬送部8、檢測(cè)部9、回收部11、擺動(dòng)部12及控制部15??刂撇?5總括控制基板加熱裝置1的構(gòu)成元件。為了方便起見(jiàn),在圖1中,利用雙點(diǎn)劃線表示腔室2、減壓部3、氣體供給部4及回收部11。
<腔室>
腔室2能夠收容基板10、第一加熱部5及第二加熱部6。基板10、第一加熱部5及第二加熱部6收容于共用的腔室2。腔室2形成為長(zhǎng)方體的箱狀。具體來(lái)說(shuō),腔室2是由矩形板狀的頂板21、與頂板21對(duì)向的矩形板狀的底板22以及與頂板21及底板22的外周緣連接的矩形框狀的周壁23形成。例如,在周壁23的-x方向側(cè),設(shè)置用來(lái)相對(duì)于腔室2進(jìn)行基板10的搬入及搬出的基板搬入搬出口23a。
腔室2構(gòu)成為能夠以密閉空間收容基板10。例如,通過(guò)利用焊接等將頂板21、底板22及周壁23的各連接部無(wú)間隙地結(jié)合,能夠提高腔室2內(nèi)的氣密性。
<減壓部>
減壓部3連接于底板22的-y方向側(cè)的靠近基板搬入搬出口23a的角部。減壓部3能夠?qū)⑶皇?內(nèi)減壓。例如,減壓部3具備泵機(jī)構(gòu)等減壓機(jī)構(gòu)。例如,減壓機(jī)構(gòu)具備真空泵13。此外,減壓部3的連接部位并不限定于底板22的-y方向側(cè)的靠近基板搬入搬出口23a的角部。減壓部3只要連接于腔室2即可。
減壓部3能夠?qū)⑼坎加杏脕?lái)形成聚酰亞胺膜(聚酰亞胺)的溶液(以下稱為“聚酰亞胺形成用液”)的基板10減壓。例如,聚酰亞胺形成用液包含聚酰胺酸或聚酰亞胺粉末。聚酰亞胺形成用液只涂布于呈矩形板狀的基板10的第一面10a(上表面)。
<?xì)怏w供給部>
氣體供給部4連接于周壁23的+x方向側(cè)的靠近頂板21的角部。氣體供給部4能夠調(diào)整腔室2的內(nèi)部氣體氛圍的狀態(tài)。氣體供給部4向腔室2內(nèi)供給氮?dú)?n2)、氦氣(he)、氬氣(ar)等惰性氣體。此外,氣體供給部4的連接部位并不限定于周壁23的+x方向側(cè)的靠近頂板21的角部。氣體供給部4只要連接于腔室2即可。另外,也可以在基板降溫時(shí)通過(guò)供給氣體而用于基板冷卻。
利用氣體供給部4,能夠調(diào)整腔室2的內(nèi)部氣體氛圍的氧氣濃度。腔室2的內(nèi)部氣體氛圍的氧氣濃度(質(zhì)量基準(zhǔn))越低越好。具體來(lái)說(shuō),優(yōu)選將腔室2的內(nèi)部氣體氛圍的氧氣濃度設(shè)為100ppm以下,更優(yōu)選設(shè)為20ppm以下。
例如,如下所述,關(guān)于將涂布于基板10的聚酰亞胺形成用液硬化時(shí)的氣體氛圍,通過(guò)像這樣將氧氣濃度設(shè)為優(yōu)選上限以下,能夠易于進(jìn)行聚酰亞胺形成用液的硬化。
<第一加熱部>
第一加熱部5配置于腔室2內(nèi)的下方。第一加熱部5能夠以第一溫度加熱基板10。第一加熱部5能夠階段性地加熱基板10。例如,包含第一溫度的溫度范圍為20℃以上且300℃以下的范圍。第一加熱部5配置于基板10的與第一面10a為相反側(cè)的第二面10b(下表面)側(cè)。
第一加熱部5呈矩形板狀(參照?qǐng)D2)。第一加熱部5能夠?qū)?0從下方進(jìn)行支撐。第一加熱部5的上表面呈沿基板10的第一面10a的平坦面。例如,第一加熱部5是加熱板。
<第二加熱部>
第二加熱部6配置于腔室2內(nèi)的上方。第二加熱部6能夠以比第一溫度更高的第二溫度加熱基板10。第二加熱部6與第一加熱部5分別獨(dú)立地設(shè)置。第二加熱部6能夠階段性地加熱基板10。例如,包含第二溫度的溫度范圍為200℃以上且600℃以下的范圍。第二加熱部6配置于基板10的第一面10a側(cè)。
第二加熱部6支撐于頂板21。第二加熱部6是在腔室2內(nèi)靠近頂板21處固定于起始位置。例如,第二加熱部6是紅外線加熱器。例如,紅外線加熱器的峰值波長(zhǎng)范圍為1.5μm以上且4μm以下的范圍。
第二加熱部6的升溫速率比第一加熱部5的升溫速率更大。第二加熱部6的降溫速率比第一加熱部5的降溫速率更大。
圖3是比較加熱板與紅外線加熱器的升溫速率所得的曲線圖。圖4是比較加熱板與紅外線加熱器的降溫速率所得的曲線圖。在圖3及圖4中,橫軸表示時(shí)間[sec],縱軸表示溫度[℃]。另外,符號(hào)hp表示加熱板的曲線,符號(hào)ir表示紅外線加熱器的曲線。
<加熱板及紅外線加熱器的升溫速率>
如圖3所示,加熱板hp的溫度隨時(shí)間經(jīng)過(guò)緩慢地上升。例如,在加熱板hp的情況下,溫度從75℃變?yōu)?50℃為止需要875sec左右。例如,加熱板hp的升溫速率為0.2℃/sec左右。
另一方面,紅外線加熱器ir的溫度隨時(shí)間經(jīng)過(guò)急劇地上升。例如,在紅外線加熱器ir的情況下,溫度從25℃變?yōu)?75℃為止需要90sec左右。例如,紅外線加熱器ir的升溫速率為4℃/sec左右。紅外線加熱器ir的升溫速率比加熱板hp的升溫速率更大。
<加熱板及紅外線加熱器的降溫速率>
如圖4所示,加熱板hp的溫度隨時(shí)間經(jīng)過(guò)緩慢地下降。例如,在加熱板hp的情況下,溫度從250℃變?yōu)?50℃為止需要2000sec左右。例如,加熱板hp的降溫速率為0.05℃/sec左右。
另一方面,紅外線加熱器ir的溫度隨時(shí)間經(jīng)過(guò)急劇地下降。例如,在紅外線加熱器ir的情況下,溫度從400℃變?yōu)?50℃為止需要150sec左右。例如,紅外線加熱器ir的降溫速率為2℃/sec左右。紅外線加熱器ir的降溫速率比加熱板hp的降溫速率更大。
<位置調(diào)整部>
如圖1所示,位置調(diào)整部7配置于腔室2的下方。位置調(diào)整部7能夠調(diào)整第一加熱部5及第二加熱部6與基板10的相對(duì)位置。位置調(diào)整部7具備移動(dòng)部7a及驅(qū)動(dòng)部7b。移動(dòng)部7a是沿上下(z方向)延伸的柱狀部件。移動(dòng)部7a的上端固定于第一加熱部5的下表面。驅(qū)動(dòng)部7b能夠使移動(dòng)部7a上下移動(dòng)。移動(dòng)部7a能夠使基板10在第一加熱部5與第二加熱部6之間移動(dòng)。具體來(lái)說(shuō),移動(dòng)部7a是在基板10載置于第一加熱部5的上表面的狀態(tài)下,通過(guò)驅(qū)動(dòng)部7b的驅(qū)動(dòng),而使基板10上下移動(dòng)(參照?qǐng)D6及圖7)。
驅(qū)動(dòng)部7b配置于腔室2的外部。因此,即便伴隨驅(qū)動(dòng)部7b的驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生了顆粒,也能夠通過(guò)將腔室2內(nèi)設(shè)為密閉空間,而避免顆粒侵入到腔室2內(nèi)。
<搬送部>
搬送部8在腔室2內(nèi),配置于第一加熱部5與第二加熱部6之間。搬送部8能夠搬送基板10。在搬送部8,形成著能夠供移動(dòng)部7a通過(guò)的通過(guò)部8h。搬送部8具備沿作為基板10的搬送方向的x方向配置的多個(gè)搬送輥8a。
多個(gè)搬送輥8a是背離地配置于周壁23的+y方向側(cè)及-y方向側(cè)。通過(guò)部8h是周壁23的+y方向側(cè)的搬送輥8a與周壁23的-y方向側(cè)的搬送輥8a之間的空間。
例如,在周壁23的+y方向側(cè)及-y方向側(cè),分別沿x方向配置著沿y方向延伸的多個(gè)軸(未圖示)。各搬送輥8a形成為通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(未圖示),繞各軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。
圖2是用來(lái)對(duì)搬送輥8a、基板10及第一加熱部5的配置關(guān)系進(jìn)行說(shuō)明的圖。圖2相當(dāng)于基板加熱裝置1的俯視圖。為了方便起見(jiàn),在圖2中,以雙點(diǎn)劃線表示腔室2。
在圖2中,符號(hào)l1是周壁23的+y方向側(cè)的搬送輥8a與周壁23的-y方向側(cè)的搬送輥8a背離的間隔(以下稱為“輥背離間隔”)。另外,符號(hào)l2是基板10的y方向的長(zhǎng)度(以下稱為“基板長(zhǎng)度”)。另外,符號(hào)l3是第一加熱部5的y方向的長(zhǎng)度(以下稱為“第一加熱部長(zhǎng)度”)。
如圖2所示,輥背離間隔l1小于基板長(zhǎng)度l2且大于第一加熱部長(zhǎng)度l3(l3<l1<l2)。通過(guò)使輥背離間隔l1大于第一加熱部長(zhǎng)度l3,而使移動(dòng)部7a能夠與第一加熱部5一起通過(guò)通過(guò)部8h(參照?qǐng)D6及圖7)。
<檢測(cè)部>
如圖1所示,檢測(cè)部9在腔室2內(nèi)配置于基板10的上方。檢測(cè)部9能夠檢測(cè)基板10的溫度。例如,檢測(cè)部9是非接觸溫度傳感器。
<回收部>
回收部11連接于減壓部3(真空泵13)的管線?;厥詹?1能夠回收從涂布于基板10的聚酰亞胺形成用液揮發(fā)的溶劑。
<擺動(dòng)部>
擺動(dòng)部12在腔室2內(nèi)配置于基板10的-x方向側(cè)。擺動(dòng)部12能夠擺動(dòng)基板10。例如,擺動(dòng)部12是在基板10正被加熱的狀態(tài)下,使基板10在沿xy平面的方向或沿z方向的方向擺動(dòng)。此外,擺動(dòng)部12的配置位置并不限定于腔室2內(nèi)的基板10的-x方向側(cè)。例如,擺動(dòng)部12也可以設(shè)置于位置調(diào)整部7。
<基板加熱方法>
接下來(lái),對(duì)本實(shí)施方式的基板加熱方法進(jìn)行說(shuō)明。在本實(shí)施方式中,使用所述基板加熱裝置1加熱基板10。利用基板加熱裝置1的各部所進(jìn)行的動(dòng)作是由控制部15所控制。
圖5是用來(lái)對(duì)第一實(shí)施方式的基板加熱裝置1的動(dòng)作的一例進(jìn)行說(shuō)明的圖。圖6是繼圖5之后的第一實(shí)施方式的基板加熱裝置1的動(dòng)作說(shuō)明圖。圖7是繼圖6之后的第一實(shí)施方式的基板加熱裝置1的動(dòng)作說(shuō)明圖。圖8是用來(lái)對(duì)第一實(shí)施方式的基板加熱方法的處理?xiàng)l件的一例進(jìn)行說(shuō)明的圖。
為了方便起見(jiàn),在圖5~圖7中,省略基板加熱裝置1的構(gòu)成元件中的減壓部3、氣體供給部4、檢測(cè)部9、回收部11、擺動(dòng)部12及控制部15的圖示。
在圖8中,橫軸表示時(shí)間,左側(cè)的縱軸表示腔室內(nèi)壓力,右側(cè)的縱軸表示基板溫度。另外,在橫軸上,符號(hào)t1表示進(jìn)行減壓步驟的區(qū)間(以下稱為“減壓區(qū)間”),符號(hào)t2表示進(jìn)行第一加熱步驟的區(qū)間(以下稱為“第一加熱區(qū)間”),符號(hào)t3表示進(jìn)行第二加熱步驟的區(qū)間(以下稱為“第二加熱區(qū)間”)。另外,符號(hào)cp表示腔室內(nèi)壓力的曲線,符號(hào)ct表示基板溫度的曲線。
本實(shí)施方式的基板加熱方法包括減壓步驟、第一加熱步驟及第二加熱步驟。
在減壓步驟中,將涂布有聚酰亞胺形成用液的基板10減壓。
如圖5所示,在減壓步驟中,基板10配置于搬送輥8a。另外,在減壓步驟中,第一加熱部5位于靠近底板22的位置。在減壓步驟中,第一加熱部5及基板10以第一加熱部5的熱不會(huì)傳導(dǎo)到基板10的程度背離。在減壓步驟中,第一加熱部5的電源接通。例如,第一加熱部5的溫度成為250℃左右。另一方面,在減壓步驟中,第二加熱部6的電源斷開(kāi)。
在減壓步驟中,將基板10從大氣壓減壓到500pa以下。例如,如圖8所示,在減壓區(qū)間t1內(nèi),使腔室內(nèi)壓力從大氣壓逐漸下降到20pa。
在減壓步驟中,盡可能地降低腔室2的內(nèi)部氣體氛圍的氧氣濃度。例如,在減壓步驟中,將腔室2內(nèi)的真空度設(shè)為20pa以下。
在減壓步驟之后,在第一加熱步驟中,以第一溫度加熱基板10。
如圖6所示,在第一加熱步驟中,使第一加熱部5向上方移動(dòng),使基板10載置于第一加熱部5的上表面。由此,第一加熱部5抵接于基板10的第二面10b,因此,第一加熱部5的熱直接傳導(dǎo)到基板10。例如,在第一加熱步驟中,第一加熱部5的溫度維持250℃。因此,基板溫度能夠上升到250℃。另一方面,在第一加熱步驟中,第二加熱部6的電源保持?jǐn)嚅_(kāi)的狀態(tài)。
此外,在第一加熱步驟中,第一加熱部5位于通過(guò)部8h(參照?qǐng)D1)內(nèi)。為了方便起見(jiàn),在圖6中,利用雙點(diǎn)劃線表示移動(dòng)前(減壓步驟時(shí)的位置)的第一加熱部5,利用實(shí)線表示移動(dòng)后(第一加熱步驟時(shí)的位置)的第一加熱部5。
在第一加熱步驟中,在保持減壓步驟的氣體氛圍的狀態(tài)下,在基板溫度為150℃至300℃的范圍內(nèi),加熱基板10直到涂布于基板10的聚酰亞胺形成用液揮發(fā)或酰亞胺化。例如,在第一加熱步驟中,將加熱基板10的時(shí)間設(shè)為10min以下。具體來(lái)說(shuō),在第一加熱步驟中,將加熱基板10的時(shí)間設(shè)為3min。
例如,如圖8所示,在第一加熱區(qū)間t2內(nèi),使基板溫度從25℃緩慢地上升到250℃。
在第一加熱步驟之后,在第二加熱步驟中,以比第一溫度高的第二溫度加熱基板10。在第二加熱步驟中,使用與在第一加熱步驟中使用的第一加熱部5分別獨(dú)立地設(shè)置的第二加熱部6來(lái)加熱基板10。
如圖7所示,在第二加熱步驟中,使第一加熱部5移動(dòng)到比第一加熱步驟時(shí)的位置更靠上方,使基板10接近第二加熱部6。例如,在第二加熱步驟中,第一加熱部5的溫度維持250℃。另外,在第二加熱步驟中,將第二加熱部6的電源設(shè)為接通。例如,第二加熱部6能夠以450℃加熱基板10。因此,將基板溫度設(shè)為能夠上升到450℃。在第二加熱步驟中,與第一加熱步驟時(shí)相比,基板10更接近第二加熱部6,因此第二加熱部6的熱充分地傳導(dǎo)到基板10。
此外,在第二步驟中,第一加熱部5位于搬送輥8a(圖1所示的通過(guò)部8h)的上方且第二加熱部6的下方。為了方便起見(jiàn),在圖7中,利用雙點(diǎn)劃線表示移動(dòng)前(第一加熱步驟時(shí)的位置)的第一加熱部5,利用實(shí)線表示移動(dòng)后(第二加熱步驟時(shí)的位置)的第一加熱部5。
在第二加熱步驟中,在保持減壓步驟的氣體氛圍的狀態(tài)下,加熱基板10直到基板溫度從第一加熱步驟的溫度變?yōu)?00℃以下為止。在第二加熱步驟中,將第二加熱部6的升溫速率設(shè)為比第一加熱部5的升溫速率更大。例如,在第二加熱步驟中,將第二加熱部6的升溫速率設(shè)為100℃/min以上,而將基板10升溫。
例如,如圖8所示,在第二加熱區(qū)間t3內(nèi),使基板溫度從250℃急劇地上升到450℃。另外,在第二加熱區(qū)間t3內(nèi),將腔室內(nèi)壓力維持在20pa以下。
第二加熱步驟包括使基板10冷卻的冷卻步驟。例如,在冷卻步驟中,在保持減壓步驟的氣體氛圍或低氧氣體氛圍的狀態(tài)下,將基板10冷卻直到基板溫度從第二加熱步驟的溫度變?yōu)槟軌虬崴突?0的溫度為止。在冷卻步驟中,將第二加熱部6的電源設(shè)為斷開(kāi)。在冷卻步驟中,將第二加熱部6的降溫速率設(shè)為比第一加熱部5的降溫速率更大。
通過(guò)經(jīng)過(guò)以上步驟,能夠進(jìn)行涂布于基板10的聚酰亞胺形成用液的揮發(fā)或酰亞胺化,并且進(jìn)行涂布于基板10的聚酰亞胺形成用液在酰亞胺化時(shí)的分子鏈的重新排列,而形成聚酰亞胺膜。
如上所述,根據(jù)本實(shí)施方式,第二加熱部6與第一加熱部5分別獨(dú)立地設(shè)置,因此,能夠?qū)⒌诙訜岵?的升溫速率設(shè)為比第一加熱部5的升溫速率更大,能夠使基板溫度在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到所需要的溫度。例如,能夠在使第一加熱部5接近基板10之前(具體來(lái)說(shuō),在投入基板時(shí)),利用減壓部3將基板10設(shè)為減壓氣體氛圍,在保持該減壓氣體氛圍的狀態(tài)下,一邊利用第一加熱部5加熱基板10,一邊進(jìn)而利用第二加熱部6加熱基板10。另外,也能夠在利用第一加熱部5加熱基板10期間,預(yù)先將第二加熱部6升溫,而能夠以第二溫度加熱基板10。因此,無(wú)須考慮將基板10的加熱溫度從第一溫度提高到第二溫度期間的時(shí)間。因此,能夠縮短基板10的加熱所需要的工作時(shí)間。
另外,通過(guò)使第二加熱部6的升溫速率比第一加熱部5的升溫速率更大,而與第二加熱部6的升溫速率為與第一加熱部5的升溫速率同等以下的情況相比,能夠在短時(shí)間內(nèi)將第二加熱部6升溫。因此,即便在第一溫度與第二溫度的差相對(duì)較大的情況下,也能夠縮短將基板10的加熱溫度提高到第二溫度期間的時(shí)間。
另外,通過(guò)使第二加熱部6的降溫速率比第一加熱部5的降溫速率更大,而與第二加熱部6的降溫速率為與第一加熱部5的降溫速率同等以下的情況相比,能夠在短時(shí)間內(nèi)將第二加熱部6降溫。因此,即便在以第二溫度加熱基板10之后將基板10冷卻的情況下,也能夠縮短將基板10的加熱溫度降低到冷卻溫度期間的時(shí)間。
另外,通過(guò)還包含能夠收容基板10、第一加熱部5及第二加熱部6的腔室2,能夠在腔室2內(nèi)管理基板10的加熱溫度,因此,能夠有效地加熱基板10。
另外,通過(guò)將基板10、第一加熱部5及第二加熱部6收容于共用的腔室2,能夠在共用的腔室2內(nèi)一次性地進(jìn)行對(duì)基板10的利用第一加熱部5所進(jìn)行的加熱處理及利用第二加熱部6所進(jìn)行的加熱處理。也就是說(shuō),無(wú)需像將第一加熱部5及第二加熱部6收容于互不相同的腔室2的情況那樣用來(lái)在不同的兩個(gè)腔室2間搬送基板10的時(shí)間。因此,能夠更加高效地進(jìn)行基板10的加熱處理。另外,與具備不同的兩個(gè)腔室2的情況相比,能夠?qū)⒀b置整體小型化。
另外,聚酰亞胺形成用液只涂布于基板10的第一面10a,通過(guò)將第一加熱部5配置于基板10的與第一面10a為相反側(cè)的第二面10b側(cè),而使從第一加熱部5發(fā)出的熱從基板10的第二面10b側(cè)朝向第一面10a側(cè)傳導(dǎo),因此能夠有效地加熱基板10。另外,在利用第一加熱部5加熱基板10期間,能夠高效地進(jìn)行涂布于基板10的聚酰亞胺形成用液的揮發(fā)或酰亞胺化(例如,成膜中的排氣)。
另外,通過(guò)將第二加熱部6配置于基板10的第一面10a側(cè),而使從第二加熱部6發(fā)出的熱從基板10的第一面10a側(cè)朝向第二面10b側(cè)傳導(dǎo),因此,利用第一加熱部5所進(jìn)行的加熱與利用第二加熱部6所進(jìn)行的加熱相輔相成,能夠更有效地加熱基板10。
另外,通過(guò)使第一加熱部5及第二加熱部6兩者能夠階段性地加熱基板10,而與第一加熱部5及第二加熱部6能夠只以固定的溫度加熱基板10的情況相比,能夠以適合涂布于基板10的聚酰亞胺形成用液的成膜條件的方式,高效地加熱基板10。因此,能夠使涂布于基板10的聚酰亞胺形成用液階段性地干燥,良好地硬化。
另外,通過(guò)還包含能夠調(diào)整第一加熱部5及第二加熱部6與基板10的相對(duì)位置的位置調(diào)整部7,而與不具備所述位置調(diào)整部7的情況相比,變得易于調(diào)整基板10的加熱溫度。例如,能夠在提高基板10的加熱溫度的情況下,使第一加熱部5及第二加熱部6與基板10接近,在降低基板10的加熱溫度的情況下,使第一加熱部5及第二加熱部6與基板10背離。因此,變得易于階段性地加熱基板10。
另外,位置調(diào)整部7包含能夠?qū)⒒?0在第一加熱部5與第二加熱部6之間移動(dòng)的移動(dòng)部7a,由此,能夠通過(guò)使基板10在第一加熱部5與第二加熱部6之間移動(dòng),而在將第一加熱部5及第二加熱部6的至少一個(gè)配置于起始位置的狀態(tài)下,調(diào)整基板10的加熱溫度。因此,無(wú)須另外設(shè)置能夠移動(dòng)第一加熱部5及第二加熱部6的至少一個(gè)的裝置,因此能夠以簡(jiǎn)單的構(gòu)成來(lái)調(diào)整基板10的加熱溫度。
另外,在第一加熱部5與第二加熱部6之間,設(shè)置能夠搬送基板10的搬送部8,在搬送部8,形成能夠供移動(dòng)部7a通過(guò)的通過(guò)部8h,由此,在使基板10在第一加熱部5與第二加熱部6之間移動(dòng)的情況下,能夠使基板10通過(guò)通過(guò)部8h,因此,無(wú)須將搬送部8迂回而使基板10移動(dòng)。因此,無(wú)須另外設(shè)置用來(lái)將搬送部8迂回而使基板10移動(dòng)的裝置,因此能夠以簡(jiǎn)單的構(gòu)成順利地進(jìn)行基板10的移動(dòng)。
另外,通過(guò)使包含第一溫度的溫度范圍為20℃以上且300℃以下的范圍,能夠穩(wěn)定地進(jìn)行涂布于基板10的聚酰亞胺形成用液的揮發(fā)或酰亞胺化,因此能夠提高膜特性。
另外,通過(guò)使包含第二溫度的溫度范圍為200℃以上且600℃以下的范圍,能夠穩(wěn)定地進(jìn)行涂布于基板10的聚酰亞胺形成用液在酰亞胺化時(shí)的分子鏈的重新排列,因此能夠提高膜特性。
另外,通過(guò)使第一加熱部5為加熱板,能夠使基板10的加熱溫度在基板10的面內(nèi)均勻化,因此能夠提高膜特性。例如,能夠通過(guò)在使加熱板的一面與基板10的第二面10b抵接的狀態(tài)下加熱基板10,而提高基板10的加熱溫度的面內(nèi)均勻性。
另外,通過(guò)使第二加熱部6為紅外線加熱器,能夠利用紅外線加熱來(lái)加熱基板10,因此,與第二加熱部6為加熱板的情況相比,能夠?qū)⒒?0在短時(shí)間內(nèi)升溫到第二溫度。另外,能夠在使第二加熱部6與基板10背離的狀態(tài)下加熱基板10(所謂的非接觸加熱),因此能夠潔凈地保持基板10(進(jìn)行所謂的潔凈加熱)。
另外,通過(guò)使紅外線加熱器的峰值波長(zhǎng)范圍為1.5μm以上且4μm以下的范圍,而因?yàn)?.5μm以上且4μm以下的范圍的波長(zhǎng)與玻璃及水等的吸收波長(zhǎng)一致,所以能夠更有效地加熱基板10及涂布于基板10的聚酰亞胺形成用液。
另外,通過(guò)還包含能夠檢測(cè)基板10的溫度的檢測(cè)部9,能夠?qū)崟r(shí)地掌握基板10的溫度。例如,通過(guò)基于檢測(cè)部9的檢測(cè)結(jié)果加熱基板10,能夠抑制基板10的溫度偏離目標(biāo)值。
另外,通過(guò)還包含能夠回收從涂布于基板10的聚酰亞胺形成用液揮發(fā)的溶劑的回收部11,能夠防止從聚酰亞胺形成用液揮發(fā)的溶劑向工廠側(cè)排出。另外,在將回收部11連接于減壓部3(真空泵13)的管線的情況下,能夠防止從聚酰亞胺形成用液揮發(fā)的溶劑再次液化而逆流到真空泵13內(nèi)。進(jìn)而,能夠?qū)木埘啺沸纬捎靡簱]發(fā)的溶劑作為下次使用的聚酰亞胺形成用液的溶劑而進(jìn)行再利用。
另外,通過(guò)還包含能夠擺動(dòng)基板10的擺動(dòng)部12,能夠一邊使基板10擺動(dòng),一邊加熱基板10,因此能夠提高基板10的溫度均勻性。
另外,通過(guò)在第二加熱步驟中,將第二加熱部6的升溫速率設(shè)為比第一加熱部5的升溫速率更大,而與在第二加熱步驟中第二加熱部6的升溫速率為與第一加熱部5的升溫速率同等以下的情況相比,能夠在短時(shí)間內(nèi)將第二加熱部6升溫。因此,即便在第一溫度與第二溫度的差相對(duì)較大的情況下,也能夠縮短將基板10的加熱溫度提高到第二溫度期間的時(shí)間。
另外,通過(guò)在冷卻步驟中,將第二加熱部6的降溫速率設(shè)為比第一加熱部5的降溫速率更大,而與在冷卻步驟中第二加熱部6的降溫速率為與第一加熱部5的降溫速率同等以下的情況相比,能夠在短時(shí)間內(nèi)將第二加熱部6降溫。因此,即便在以第二溫度加熱基板10之后將基板10冷卻的情況下,也能夠縮短將基板10的加熱溫度降低到冷卻溫度期間的時(shí)間。
另外,在減壓步驟中,將基板10從大氣壓減壓到500pa以下;在第一加熱步驟中,在保持減壓步驟的氣體氛圍的狀態(tài)下,在基板10的溫度為150℃至300℃的范圍內(nèi),加熱基板10直到涂布于基板10的聚酰亞胺形成用液揮發(fā)或酰亞胺化;在第二加熱步驟中,在保持減壓步驟的氣體氛圍的狀態(tài)下,加熱基板10直到基板10的溫度從第一加熱步驟的溫度變?yōu)?00℃以下為止;由此,發(fā)揮以下效果。根據(jù)該方法,能夠穩(wěn)定地進(jìn)行涂布于基板10的聚酰亞胺形成用液的揮發(fā)或酰亞胺化,并且穩(wěn)定地進(jìn)行涂布于基板10的聚酰亞胺形成用液在酰亞胺化時(shí)的分子鏈的重新排列,因此能夠提高膜特性。
另外,通過(guò)在第一加熱步驟中,將加熱基板10的時(shí)間設(shè)為10min以下,能夠在短時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定地進(jìn)行涂布于基板10的聚酰亞胺形成用液的揮發(fā)或酰亞胺化,因此能夠在短時(shí)間內(nèi)提高膜特性。
另外,通過(guò)在第二加熱步驟中,將第二加熱部6的升溫速率設(shè)為100℃/min以上而將基板10升溫,能夠在短時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定地進(jìn)行涂布于基板10的聚酰亞胺形成用液在酰亞胺化時(shí)的分子鏈的重新排列,因此能夠在短時(shí)間內(nèi)提高膜特性。
(第二實(shí)施方式)
接下來(lái),使用圖9~圖11對(duì)本發(fā)明的第二實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
圖9是用來(lái)對(duì)第二實(shí)施方式的基板加熱裝置201的動(dòng)作的一例進(jìn)行說(shuō)明的圖。圖10是繼圖9之后的第二實(shí)施方式的基板加熱裝置201的動(dòng)作說(shuō)明圖。圖11是繼圖10之后的第二實(shí)施方式的基板加熱裝置201的動(dòng)作說(shuō)明圖。
為了方便起見(jiàn),在圖9~圖11中,省略基板加熱裝置201的構(gòu)成元件中的減壓部3、氣體供給部4、搬送部8、檢測(cè)部9、回收部11、擺動(dòng)部12及控制部15的圖示。
在第二實(shí)施方式中,相對(duì)于第一實(shí)施方式,位置調(diào)整部207的構(gòu)成尤其不同。在圖9~圖11中,對(duì)與第一實(shí)施方式相同的構(gòu)成標(biāo)注相同的符號(hào),并省略該構(gòu)成的詳細(xì)的說(shuō)明。
<位置調(diào)整部>
如圖9~圖11所示,位置調(diào)整部207具備收容部270、移動(dòng)部275及驅(qū)動(dòng)部279。
收容部270配置于腔室2的下側(cè)。收容部270能夠收容移動(dòng)部275及驅(qū)動(dòng)部279。收容部270形成為長(zhǎng)方體的箱狀。具體來(lái)說(shuō),收容部270是由第一支撐板271、第一支撐板271以及圍板273形成,所述第一支撐板271為矩形板狀,所述第二支撐板272為矩形板狀,與第一支撐板271對(duì)向,所述圍板273與第一支撐板271及第二支撐板272的外周緣連接,并且以包圍移動(dòng)部275及驅(qū)動(dòng)部279的周圍的方式覆蓋。
第一支撐板271的外周緣連接于腔室2的周壁23的下端。第一支撐板271也作為腔室2的底板而發(fā)揮功能。在第一支撐板271,配置著第一加熱部205。具體來(lái)說(shuō),第一加熱部205在腔室2內(nèi)支撐于第一支撐板271。
圍板273與周壁23上下連續(xù)地連接。腔室2構(gòu)成為能夠以密閉空間收容基板10。例如,能夠通過(guò)利用焊接等將頂板21、作為底板的第一支撐板271及周壁23的各連接部無(wú)間隙地結(jié)合,而提高腔室2內(nèi)的氣密性。
移動(dòng)部275具備銷276、伸縮管277及基臺(tái)278。
銷276能夠支撐基板10的第二面10b且能夠沿第二面10b的法線方向(z方向)移動(dòng)。銷276是沿上下延伸的棒狀部件。將銷276的前端(上端)設(shè)為能夠抵接于基板10的第二面10b且能夠從基板10的第二面10b背離。
銷276沿與第二面10b平行的方向(x方向及y方向)隔開(kāi)間隔而設(shè)置著多個(gè)。多個(gè)銷276分別形成為大致相同的長(zhǎng)度。多個(gè)銷276的前端配置于與第二面10b平行的面內(nèi)(xy平面內(nèi))。
伸縮管277設(shè)置于第一支撐板271與基臺(tái)278之間。伸縮管277是以包圍銷276的周圍的方式覆蓋、并且沿上下延伸的管狀部件。將伸縮管277設(shè)為在第一支撐板271與基臺(tái)278之間上下伸縮自如。例如,伸縮管277是真空波紋管。
伸縮管277以與多個(gè)銷276相同個(gè)數(shù)的程度設(shè)置著多個(gè)。多個(gè)伸縮管277的前端(上端)固定于第一支撐板271。具體來(lái)說(shuō),在第一支撐板271,形成著將第一支撐板271沿厚度方向開(kāi)口的多個(gè)插通孔271h。將各插通孔271h的內(nèi)徑設(shè)為與各伸縮管277的外徑大致相同的大小。例如,各伸縮管277的前端嵌合固定于第一支撐板271的各插通孔271h。
基臺(tái)278是與第一支撐板271對(duì)向的板狀部件?;_(tái)278的上表面呈沿基板10的第二面10b的平坦面。在基臺(tái)278的上表面,固定著多個(gè)銷276的基端(下端)及多個(gè)伸縮管277的基端(下端)。
將多個(gè)銷276的前端設(shè)為能夠插通第一加熱部205。在第一加熱部205,于在第二面10b的法線方向上重疊于第一支撐板271的各插通孔271h(各伸縮管277的內(nèi)部空間)的位置,形成著將第一加熱部205在第二面10b的法線方向(加熱板的厚度方向)開(kāi)口的多個(gè)插通孔205h。
將多個(gè)銷276的前端設(shè)為能夠經(jīng)由各伸縮管277的內(nèi)部空間及第一加熱部205的各插通孔205h而抵接于基板10的第二面10b。因此,利用多個(gè)銷276的前端,將基板10平行于xy平面地進(jìn)行支撐。使多個(gè)銷276一邊支撐收容于腔室2內(nèi)的基板10,一邊沿腔室2內(nèi)的z方向移動(dòng)(參照?qǐng)D9~圖11)。
驅(qū)動(dòng)部279配置于為腔室2的外部的收容部270內(nèi)。因此,即便伴隨驅(qū)動(dòng)部279的驅(qū)動(dòng)而產(chǎn)生了顆粒,也能夠通過(guò)將腔室2內(nèi)設(shè)為密閉空間,而避免顆粒侵入到腔室2內(nèi)。
<基板加熱方法>
接下來(lái),對(duì)本實(shí)施方式的基板加熱方法進(jìn)行說(shuō)明。在本實(shí)施方式中,使用所述基板加熱裝置201加熱基板10。由基板加熱裝置201的各部所進(jìn)行的動(dòng)作是由控制部15控制。此外,針對(duì)與第一實(shí)施方式相同的步驟,省略該步驟的詳細(xì)說(shuō)明。
本實(shí)施方式的基板加熱方法包括減壓步驟、第一加熱步驟及第二加熱步驟。
在減壓步驟中,將涂布有聚酰亞胺形成用液的基板10減壓。
如圖9所示,在減壓步驟中,基板10從第一加熱部205背離。具體來(lái)說(shuō),經(jīng)由各伸縮管277的內(nèi)部空間及第一加熱部205的各插通孔205h而使多個(gè)銷276的前端抵接于基板10的第二面10b,并且使基板10上升,由此使基板10從第一加熱部205背離。在減壓步驟中,第一加熱部205及基板10以第一加熱部205的熱不會(huì)傳導(dǎo)到基板10的程度背離。在減壓步驟中,第一加熱部205的電源接通。例如,第一加熱部205的溫度成為250℃左右。另一方面,在減壓步驟中,第二加熱部6的電源斷開(kāi)。
在減壓步驟之后,在第一加熱步驟中,以第一加熱部205的溫度加熱基板10。
如圖10所示,在第一加熱步驟中,通過(guò)使多個(gè)銷276的前端從基板10的第二面10b背離,而使基板10抵接于第一加熱部205。也就是說(shuō),使基板10載置于第一加熱部205的上表面。由此,第一加熱部205抵接于基板10的第二面10b,因此,第一加熱部205的熱直接傳導(dǎo)到基板10。例如,在第一加熱步驟中,第一加熱部205的溫度維持250℃。因此,基板溫度被設(shè)為能夠上升到250℃。另一方面,在第一加熱步驟中,第二加熱部6的電源保持?jǐn)嚅_(kāi)的狀態(tài)。
在第一加熱步驟之后,在第二加熱步驟中,以第二溫度加熱基板10。
如圖11所示,在第二加熱步驟中,通過(guò)使基板10比第一加熱步驟時(shí)的位置進(jìn)一步上升,而使基板10接近第二加熱部6。例如,在第二加熱步驟中,第一加熱部205的溫度維持250℃。另外,在第二加熱步驟中,將第二加熱部6的電源設(shè)為接通。例如,第二加熱部6能夠以450℃加熱基板10。因此,基板溫度被設(shè)為能夠上升到450℃。在第二加熱步驟中,與第一加熱步驟時(shí)相比,基板10更接近第二加熱部6,因此,第二加熱部6的熱充分地傳導(dǎo)到基板10。
然后,通過(guò)經(jīng)過(guò)與第一實(shí)施方式相同的步驟,能夠進(jìn)行涂布于基板10的聚酰亞胺形成用液的揮發(fā)或酰亞胺化,并且進(jìn)行涂布于基板10的聚酰亞胺形成用液在酰亞胺化時(shí)的分子鏈的重新排列,而形成聚酰亞胺膜。
如上所述,根據(jù)本實(shí)施方式,移動(dòng)部275包含能夠支撐基板10的第二面10b且能夠沿第二面10b的法線方向移動(dòng)的多個(gè)銷276,且多個(gè)銷276的前端配置于與第二面10b平行的面內(nèi),由此,能夠在穩(wěn)定地支撐基板10的狀態(tài)下加熱基板10,因此,能夠使涂布于基板10的聚酰亞胺形成用液穩(wěn)定地成膜。
另外,在第一加熱部205,形成著將第一加熱部205在第二面10b的法線方向開(kāi)口的多個(gè)插通孔205h,且設(shè)為各銷276的前端能夠經(jīng)由各插通孔205h而抵接于第二面10b,由此能夠在短時(shí)間內(nèi)在多個(gè)銷276與第一加熱部205之間進(jìn)行基板10的交接,因此能夠高效地調(diào)整基板10的加熱溫度。
此外,在所述示例中表示的各構(gòu)成部件的各種形狀或組合等為一例,能夠基于設(shè)計(jì)要求等進(jìn)行各種變更。
另外,在所述實(shí)施方式中,基板、第一加熱部及第二加熱部收容于共用的腔室,但并不限定于此。例如,也可以將第一加熱部及第二加熱部收容于互不相同的腔室。
另外,在所述實(shí)施方式中,第一加熱部及第二加熱部?jī)烧吣軌螂A段性地加熱基板,但并不限定于此。例如,也可以使第一加熱部及第二加熱部的至少一個(gè)能夠階段性地加熱基板。另外,也可以使第一加熱部及第二加熱部?jī)烧吣軌蛑灰怨潭ǖ臏囟燃訜峄濉?/p>
另外,在所述實(shí)施方式中,設(shè)為第一加熱部為加熱板,第二加熱部為紅外線加熱器,但并不限定于此。例如,也可以使第一加熱部及第二加熱部?jī)烧邽榧訜岚寤蚣t外線加熱器。
另外,在所述實(shí)施方式中,也可以將腔室的內(nèi)壁設(shè)為能夠反射紅外線。例如,也可以將腔室的內(nèi)壁設(shè)為由鋁等金屬形成的鏡面(反射面)。由此,與將腔室的內(nèi)壁設(shè)為能夠吸收紅外線的情況相比,能夠提高腔室內(nèi)的溫度均勻性。
另外,在所述實(shí)施方式中,使用多個(gè)搬送輥?zhàn)鳛榘崴筒?,但并不限定于此。例如,作為搬送部,可以使用帶式輸送機(jī),也可以使用線性電動(dòng)機(jī)致動(dòng)器。例如,也可以設(shè)為能夠沿x方向添加帶式輸送機(jī)及線性電動(dòng)機(jī)致動(dòng)器。由此,能夠調(diào)整x方向上的基板的搬送距離。
另外,在采用除圖2所示的構(gòu)成(在搬送部形成著通過(guò)部的構(gòu)成)以外的構(gòu)成作為搬送部的情況下,第一加熱部的俯視尺寸也可以為與基板的俯視尺寸同等以上。由此,與第一加熱部的俯視尺寸比基板的俯視尺寸更小的情況相比,能夠進(jìn)一步提高基板的加熱溫度的面內(nèi)均勻性。
另外,在所述實(shí)施方式中,在減壓步驟及第一加熱步驟中,第一加熱部的電源接通,第二加熱部的電源斷開(kāi),但并不限定于此。例如,在減壓步驟及第一加熱步驟中,也可以第一加熱部及第二加熱部的電源接通。
此外,在所述內(nèi)容中作為實(shí)施方式或其變化例而記載的各構(gòu)成元件能夠在不脫離本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)適當(dāng)組合,另外,或者也能夠設(shè)為適當(dāng)?shù)夭皇褂盟M合的多個(gè)構(gòu)成元件中的一部分構(gòu)成元件。
[實(shí)施例]
以下,利用實(shí)施例對(duì)本發(fā)明更具體地進(jìn)行說(shuō)明,但本發(fā)明不受以下的實(shí)施例限定。
本發(fā)明者通過(guò)以下的評(píng)價(jià)確認(rèn)了,通過(guò)使用具備第一加熱部及與第一加熱部分別獨(dú)立地設(shè)置的第二加熱部的基板加熱裝置形成聚酰亞胺膜,能夠在短時(shí)間內(nèi)提高膜特性。
(評(píng)價(jià)對(duì)象)
評(píng)價(jià)對(duì)象使用對(duì)涂布有聚酰亞胺形成用液的基板利用下述的基板加熱裝置進(jìn)行加熱處理等而形成的聚酰亞胺膜。基板使用日本電氣硝子股份有限公司制造的玻璃基板“oa-10”。聚酰亞胺膜的膜厚設(shè)為15μm。
(比較例)
比較例的基板加熱裝置使用既有的烘箱。關(guān)于烘箱,使用升溫速率為0.08℃/sec(4.9℃/min)、降溫速率為0.05℃/sec(2.8℃/min)的烘箱。在比較例中,不具備與第一加熱部分別獨(dú)立地設(shè)置的第二加熱部。
圖12是用來(lái)對(duì)比較例的處理?xiàng)l件進(jìn)行說(shuō)明的圖。圖12表示利用烘箱所進(jìn)行的加熱處理時(shí)的溫度分布的曲線圖。在圖12中,橫軸表示時(shí)間[min],縱軸表示溫度[℃]。
在比較例中,首先向烘箱內(nèi)供給氮?dú)猓瑢⒑嫦鋬?nèi)設(shè)為低氧氣體氛圍(氧氣濃度100ppm)。
接著,在保持低氧氣體氛圍的狀態(tài)下,使烘箱溫度階段性地上升到180℃(階段式烘烤(stepbake)),加熱基板直到涂布于基板的聚酰亞胺形成用液揮發(fā)或酰亞胺化。
接著,在保持低氧氣體氛圍的狀態(tài)下,使烘箱溫度上升到450℃,在維持指定時(shí)間之后,使烘箱溫度逐漸下降。由此,進(jìn)行涂布于基板的聚酰亞胺形成用液在酰亞胺化時(shí)的分子鏈的重新排列,從而形成聚酰亞胺膜。
在比較例中,在形成聚酰亞胺膜之前的處理時(shí)間為600min。
(實(shí)施例)
實(shí)施例的基板加熱裝置使用具備第一加熱部及與第一加熱部分別獨(dú)立地設(shè)置的第二加熱部的基板加熱裝置(圖1所示的基板加熱裝置1)。第一加熱部使用加熱板,第二加熱部使用紅外線加熱器。加熱板使用升溫速率為0.2℃/sec、降溫速率為0.05℃/sec的加熱板。紅外線加熱器使用升溫速率為4℃/sec、降溫速率為2℃/sec的紅外線加熱器。
在實(shí)施例中,首先將腔室內(nèi)減壓,設(shè)為真空度20pa(減壓步驟)。減壓步驟的處理時(shí)間設(shè)為2min。
接著,在保持減壓氣體氛圍的狀態(tài)下,使基板溫度上升到200℃,加熱基板直到涂布于基板的聚酰亞胺形成用液揮發(fā)或酰亞胺化(第一加熱步驟)。第一加熱步驟的處理時(shí)間設(shè)為10min。
接著,在保持減壓氣體氛圍的狀態(tài)下,使基板溫度階段性地上升到450℃之后,使基板溫度逐漸下降。由此,進(jìn)行涂布于基板的聚酰亞胺形成用液在酰亞胺化時(shí)的分子鏈的重新排列,從而形成聚酰亞胺膜(第二加熱步驟)。第二加熱步驟的處理時(shí)間設(shè)為12.5min。
此外,加熱板溫度從減壓步驟到第二加熱步驟為止維持250℃。另外,紅外線加熱器只在第二加熱步驟中升溫及降溫。具體來(lái)說(shuō),首先,在剛開(kāi)始第二加熱步驟之后,便立即使紅外線加熱器在1min內(nèi)升溫直到基板溫度變?yōu)?50℃為止,之后在該狀態(tài)下維持5min,然后在1min內(nèi)升溫直到基板溫度變?yōu)?50℃為止,在該時(shí)點(diǎn)降溫。
在實(shí)施例中,在形成聚酰亞胺膜之前的處理時(shí)間為24.5min。
(膜特性的評(píng)價(jià)結(jié)果)
將通過(guò)所述比較例及實(shí)施例而形成的聚酰胺膜的機(jī)械特性等膜特性的評(píng)價(jià)結(jié)果示于表1。此外,斷裂強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、楊氏模數(shù)是使用orirntec公司制造的“rtc-1210a”來(lái)測(cè)定。
[表1]
作為評(píng)價(jià)對(duì)象,使用樣品a~c。樣品a~c的聚酰亞胺形成用液的種類互不相同。
如表1所示,在各個(gè)比較例及實(shí)施例中,在樣品a~c之間獲得了不同的結(jié)果。
在樣品a的情況下,實(shí)施例相對(duì)于比較例在斷裂伸長(zhǎng)率方面獲得了良好的結(jié)果。
在樣品b的情況下,實(shí)施例相對(duì)于比較例在斷裂強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率方面獲得了良好的結(jié)果。
在樣品c的情況下,實(shí)施例相對(duì)于比較例在斷裂強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、楊氏模數(shù)方面獲得了良好的結(jié)果。
根據(jù)以上,已知通過(guò)使用具備第一加熱部及與第一加熱部分別獨(dú)立地設(shè)置的第二加熱部的基板加熱裝置形成聚酰亞胺膜,能夠在短時(shí)間內(nèi)提高膜特性。
[符號(hào)的說(shuō)明]
1、201基板加熱裝置
2腔室
3減壓部
5、205第一加熱部
6第二加熱部
7、207位置調(diào)整部
7a、275移動(dòng)部
8搬送部
8h通過(guò)部
9檢測(cè)部
10基板
10a第一面
10b第二面
11回收部
12擺動(dòng)部
205h插通孔
276銷